JP6910257B2 - Beelight manufacturing method - Google Patents

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本発明は、強度発現性に優れるビーライト(CS)を得ることのできる、ビーライトの製造方法に関する。 The present invention is capable of obtaining a belite (C 2 S) having excellent strength development, a method for producing a belite.

従来よりセメント産業においては、省エネルギー化や低炭素社会の構築への取り組みの1つとして、ポルトランドセメントの主要原料である石灰石の使用量を低減した、低カルシウム型水硬性組成物の開発が行われている。かかる低カルシウム型水硬性組成物として、具体的には、ポルトランドセメントにおいてセメントクリンカの主要鉱物であるエーライト(CS)の含有量を減じつつ、ビーライト(CS)の含有量を高めた鉱物組成を有する水硬性組成物等が挙げられる。 Traditionally, in the cement industry, as one of the efforts to save energy and build a low-carbon society, a low-calcium hydraulic composition that reduces the amount of limestone, which is the main raw material of Portland cement, has been developed. ing. As such a low-calcium hydraulic composition, specifically, the content of belite (C 2 S) is reduced while reducing the content of alite (C 3 S), which is a main mineral of cement clinker, in Portland cement. Examples thereof include hydraulic compositions having an enhanced mineral composition.

このように、ポルトランドセメントにおいてエーライト含有量を減じた場合、品質面では強度特性の低下、特に材齢28日までの初期強度発現性の低下が問題となる。そのため、鉱物組成上においてエーライトを代替する位置付けにあるビーライトとしては、より優れた強度発現性を有することが要求されており、種々の試みがなされてる。 As described above, when the alite content is reduced in Portland cement, a decrease in strength characteristics, particularly a decrease in initial strength development up to 28 days of age, becomes a problem in terms of quality. Therefore, belite, which is positioned as a substitute for alite in terms of mineral composition, is required to have more excellent strength expression, and various attempts have been made.

例えば、特許文献1には、CS系セメントクリンカ鉱物を湿式ミル中で水和させて得られる微粒状の珪酸カルシウム水和物を濾別及び乾燥した後に、600〜1000℃で仮焼することによって、高活性ビーライトを得る方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, fine-grained calcium silicate hydrate obtained by hydrating a CS-based cement clinker mineral in a wet mill is filtered and dried, and then calcined at 600 to 1000 ° C. , A method for obtaining highly active belite is disclosed.

特開平6−247754号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-247754

しかしながら、上記特許文献1の方法は、本発明者らによって再現性が低いことが確認されており、強度発現性に優れるビーライトを確実に得る方法としては、未だ改善の余地がある。 However, the method of Patent Document 1 has been confirmed by the present inventors to have low reproducibility, and there is still room for improvement as a method for surely obtaining belite having excellent strength development.

したがって、本発明の課題は、強度発現性に優れるビーライトを確実かつ簡易に得るための製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a production method for reliably and easily obtaining belite having excellent strength development.

そこで本発明者らは、種々検討したところ、2種の水溶液を用いた特定の方法であれば、強度発現性に優れるビーライトを確実に得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 Therefore, as a result of various studies, the present inventors have found that a specific method using two kinds of aqueous solutions can surely obtain belite having excellent strength development, and have completed the present invention. rice field.

すなわち、本発明は、次の工程(X)、及び(Y):
(X)ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合して、前駆体(A)を得る工程、及び
(Y)得られた前駆体(A)を800℃以下の温度で焼成して、ビーライトを得る工程
を備える、ビーライトの製造方法を提供するものである。
That is, in the present invention, the following steps (X) and (Y):
(X) A step of mixing an aqueous solution of a silicic acid compound and an aqueous solution of a calcium compound to obtain a precursor (A), and (Y) the obtained precursor (A) is calcined at a temperature of 800 ° C. or lower to beerite. It provides a method for producing belite, which comprises a step of obtaining the above.

本発明の製造方法によれば、2種の水溶液を用いた、いわゆる共沈法による製造方法の実現が可能であり、強度発現性に優れるビーライトを確実かつ簡易に得ることができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to realize a production method by a so-called coprecipitation method using two kinds of aqueous solutions, and it is possible to reliably and easily obtain belite having excellent strength development.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のビーライトの製造方法は、次の工程(X)、及び(Y):
(X)ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合して、前駆体(A)を得る工程、及び
(Y)得られた前駆体(A)を800℃以下の温度で焼成して、ビーライトを得る工程
を備える。本発明の製造方法は、このように2種の水溶液を用いた共沈法により、ビーライトを製造する方法である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing belite of the present invention comprises the following steps (X) and (Y):
(X) A step of mixing an aqueous solution of a silicic acid compound and an aqueous solution of a calcium compound to obtain a precursor (A), and (Y) the obtained precursor (A) is calcined at a temperature of 800 ° C. or lower to beerite. It is provided with a process of obtaining. The production method of the present invention is a method for producing belite by the coprecipitation method using two kinds of aqueous solutions as described above.

本発明のビーライトの製造方法が備える工程(X)は、ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合して、前駆体(A)を得る工程である。すなわち、ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合することにより得られる水溶液aを用い、前駆体(A)を得る工程である。 The step (X) provided in the method for producing belite of the present invention is a step of mixing an aqueous solution of a silicic acid compound and an aqueous solution of a calcium compound to obtain a precursor (A). That is, it is a step of obtaining a precursor (A) by using an aqueous solution a obtained by mixing an aqueous solution of a silicic acid compound and an aqueous solution of a calcium compound.

工程(X)において用いるケイ酸化合物水溶液としては、ケイ酸化合物を水、或いは水及び酸に溶解したものであれば特に限定されない。かかるケイ酸化合物としては、入手が容易でハンドリングに優れる観点からケイ酸ナトリウム(NaO・nSiO・mHO)が好ましい。また、ケイ酸化合物としてケイ酸ナトリウムを用いる場合、化学組成式(NaO・nSiO・mHO)において、SiO/NaOモル比を示す係数nが0.5である、オルトケイ酸ナトリウムを用いるのがより好ましい。 The aqueous solution of the silicic acid compound used in the step (X) is not particularly limited as long as the silicic acid compound is dissolved in water or water and an acid. As such a silicic acid compound, sodium silicate (Na 2 O, nSiO 2 , mH 2 O) is preferable from the viewpoint of easy availability and excellent handling. When sodium silicate is used as the silicic acid compound, the coefficient n indicating the SiO 2 / Na 2 O molar ratio is 0.5 in the chemical composition formula (Na 2 O · nSiO 2 · mH 2 O). It is more preferable to use sodium silicate.

また、ケイ酸化合物水溶液のSi濃度は、適宜水の量を調整等することにより、0.3〜1.0mol/Lとするのが好ましい。 The Si concentration of the aqueous silicic acid compound is preferably 0.3 to 1.0 mol / L by appropriately adjusting the amount of water.

さらに、ケイ酸化合物水溶液の25℃におけるpHは、カルシウム化合物水溶液との混合により得られる水溶液aのpHによって、前駆体(A)のSiの鎖長が過度に変動するのを抑制する観点から、10〜14であるのが好ましく、12〜13であるのがさらに好ましい。かかるケイ酸化合物水溶液のpHの調整には、硝酸又は苛性ソーダ等の汎用のpH調整剤を使用することができる。 Further, the pH of the silicic acid compound aqueous solution at 25 ° C. is from the viewpoint of suppressing excessive fluctuation of the Si chain length of the precursor (A) depending on the pH of the aqueous solution a obtained by mixing with the calcium compound aqueous solution. It is preferably 10 to 14, and more preferably 12 to 13. A general-purpose pH adjuster such as nitric acid or caustic soda can be used to adjust the pH of the aqueous solution of the silicic acid compound.

工程(X)において用いるカルシウム化合物水溶液としては、水、或いは水及び酸に溶解したものであれば特に限定されず、具体的には、硫酸カルシウム水溶液、硝酸カルシウム水溶液、酢酸カルシウム水溶液等が挙げられる。 The calcium compound aqueous solution used in the step (X) is not particularly limited as long as it is dissolved in water or water and an acid, and specific examples thereof include a calcium sulfate aqueous solution, a calcium nitrate aqueous solution, and a calcium acetate aqueous solution. ..

また、カルシウム化合物水溶液のCa濃度は、適宜水の量を調整等することにより、0.6〜5.0mol/Lとするのが好ましい。 The Ca concentration of the aqueous calcium compound solution is preferably 0.6 to 5.0 mol / L by appropriately adjusting the amount of water.

さらに、カルシウム化合物水溶液の25℃におけるpHは、ケイ酸化合物水溶液との混合により得られる水溶液aのpHによって、前駆体(A)のSiの鎖長が過度に変動するのを抑制する観点から、2〜13であるのが好ましく、4〜12であるのがさらに好ましい。かかるカルシウム化合物水溶液のpHの調整には、硝酸又は苛性ソーダ等の汎用のpH調整剤を使用することができる。 Further, the pH of the calcium compound aqueous solution at 25 ° C. is from the viewpoint of suppressing excessive fluctuation of the Si chain length of the precursor (A) depending on the pH of the aqueous solution a obtained by mixing with the silicic acid compound aqueous solution. It is preferably 2 to 13, and more preferably 4 to 12. A general-purpose pH adjuster such as nitric acid or caustic soda can be used to adjust the pH of the calcium compound aqueous solution.

これらケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液は、得られる水溶液aにおいて、Ca/Siモル比が1.9〜2.1となるように混合するのがよい。
これらケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合するにあたり、ケイ酸化合物水溶液にカルシウム化合物水溶液を添加して混合するのが好ましく、カルシウム化合物水溶液を添加する前に、予めケイ酸化合物水溶液を撹拌しておくのがより好ましい。かかるケイ酸化合物水溶液の撹拌時間は、好ましくは1〜120分であり、より好ましくは1〜60分である。
The silicic acid compound aqueous solution and the calcium compound aqueous solution are preferably mixed in the obtained aqueous solution a so that the Ca / Si molar ratio is 1.9 to 2.1.
When mixing the silicate compound aqueous solution and the calcium compound aqueous solution, it is preferable to add the calcium compound aqueous solution to the silicate compound aqueous solution and mix them. Before adding the calcium compound aqueous solution, the silicate compound aqueous solution is stirred in advance. It is more preferable to keep it. The stirring time of the aqueous solution of the silicic acid compound is preferably 1 to 120 minutes, more preferably 1 to 60 minutes.

得られる水溶液aのpHは、好ましくは9〜14であり、より好ましくは10〜13である。 The pH of the obtained aqueous solution a is preferably 9 to 14, and more preferably 10 to 13.

また、水溶液aは、ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合した後も、撹拌を継続させるのが好ましい。撹拌を継続させることによって反応速度が上昇し、水溶液a中に前駆体(A)を効果的に生成させることができる。水溶液aの撹拌時間は、ケイ酸化合物水溶液及びカルシウム化合物水溶液を混合した直後から、好ましくは0.5〜48時間であり、より好ましくは12〜36時間である。 Further, it is preferable that the aqueous solution a is continuously stirred even after the silicic acid compound aqueous solution and the calcium compound aqueous solution are mixed. By continuing stirring, the reaction rate is increased, and the precursor (A) can be effectively produced in the aqueous solution a. The stirring time of the aqueous solution a is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 12 to 36 hours immediately after the silicic acid compound aqueous solution and the calcium compound aqueous solution are mixed.

なお、水溶液aを撹拌するにあたり、加温して行うのが好ましく、具体的には、20〜90℃に加温して撹拌するのが好ましく、30〜70℃に加温して撹拌するのがより好ましい。 In addition, when stirring the aqueous solution a, it is preferable to heat the aqueous solution a, specifically, it is preferably heated to 20 to 90 ° C. and stirred, and it is heated to 30 to 70 ° C. and stirred. Is more preferable.

さらに、水溶液a中のカルシウムが炭酸化するのを防止する観点から、ケイ酸化合物水溶液と混合する前のカルシウム化合物水溶液、及び得られる水溶液aに窒素をパージするのが好ましく、水溶液aの撹拌を継続させる場合、かかる撹拌を窒素等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。 Further, from the viewpoint of preventing carbonation of calcium in the aqueous solution a, it is preferable to purge nitrogen into the calcium compound aqueous solution before mixing with the silicic acid compound aqueous solution and the obtained aqueous solution a, and stirring the aqueous solution a. When continuing, it is preferable to carry out such stirring in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.

前駆体(A)は、水溶液aをろ過して回収することができる。なお、ろ過の手段としては、減圧ろ過、加圧ろ過、遠心ろ過等が挙げられるが、操作の簡便性等の観点から、フィルタープレス等の加圧ろ過が好ましい。 The precursor (A) can be recovered by filtering the aqueous solution a. Examples of the filtration means include vacuum filtration, pressure filtration, centrifugal filtration and the like, but pressure filtration such as a filter press is preferable from the viewpoint of ease of operation and the like.

ろ過して回収した前駆体(A)は、不純物、例えばケイ酸化合物水溶液にケイ酸ナトリウムを使用した場合のナトリウム塩を除去する観点から、水で洗浄するのが好ましい。洗浄に使用する洗浄水の量は、ろ過残渣中の前駆体(A)1質量部に対し、好ましくは2質量部以上であり、より好ましくは5質量部以上である。 The precursor (A) recovered by filtration is preferably washed with water from the viewpoint of removing impurities, for example, sodium salts when sodium silicate is used in the aqueous solution of the silicic acid compound. The amount of washing water used for washing is preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more, based on 1 part by mass of the precursor (A) in the filtration residue.

洗浄した後の前駆体(A)は、ろ過して、含水率が10〜50質量%のケーキとして回収するのがよい。なお、ろ過の手段としては、上記ろ過と同様に、減圧ろ過、加圧ろ過、遠心ろ過等が挙げられるが、操作の簡便性等の観点から、フィルタープレス等の加圧ろ過が好ましい。なお、ろ過後の前駆体(A)について、速やかに次工程(Y)に移行しない場合、脱水ケーキ中の前駆体(A)の炭酸化を抑制する観点から、乾燥物とするのが好ましい。乾燥温度は80〜120℃であり、100〜120℃がより好ましく、かかる乾燥温度で恒量となるまで乾燥すればよく、乾燥時間は30〜120分、より好ましくは60〜120分である。 After washing, the precursor (A) is preferably filtered and recovered as a cake having a water content of 10 to 50% by mass. As the means of filtration, the same as the above-mentioned filtration, vacuum filtration, pressure filtration, centrifugal filtration and the like can be mentioned, but from the viewpoint of ease of operation and the like, pressure filtration such as a filter press is preferable. If the precursor (A) after filtration is not promptly moved to the next step (Y), it is preferably a dried product from the viewpoint of suppressing carbonation of the precursor (A) in the dehydrated cake. The drying temperature is 80 to 120 ° C., more preferably 100 to 120 ° C., and the drying time may be constant at such a drying temperature, and the drying time is 30 to 120 minutes, more preferably 60 to 120 minutes.

工程(X)を経ることにより得られる前駆体(A)は、ケイ酸カルシウム水和物(以下、「C−S−H」と称す。)と水酸化カルシウムを主相とする混合物であり、かかる前駆体(A)のCa/Siモル比は、1.9〜2.1であるのが好ましい。 The precursor (A) obtained through the step (X) is a mixture containing calcium silicate hydrate (hereinafter referred to as "CSH") and calcium hydroxide as the main phase. The Ca / Si molar ratio of the precursor (A) is preferably 1.9 to 2.1.

前駆体(A)の強熱減量(950℃恒量)は、110℃の温度で恒量まで乾燥させた前駆体(A)に関する値で、好ましくは11質量%以下であり、より好ましくは9質量%以下である。前駆体(A)の上記強熱減量が11質量%を超えると、前駆体(A)中には、C−S−H又は水酸化カルシウム以外の夾雑相含有量が過剰となり、得られるビーライトの強度発現性に影響を与えるおそれがある。 The ignition loss (950 ° C. constant weight) of the precursor (A) is a value relating to the precursor (A) dried to a constant weight at a temperature of 110 ° C., preferably 11% by mass or less, and more preferably 9% by mass. It is as follows. When the ignition loss of the precursor (A) exceeds 11% by mass, the content of the contaminating phase other than CSH or calcium hydroxide in the precursor (A) becomes excessive, and the obtained belite May affect the strength development of calcium hydroxide.

本発明のビーライトの製造方法が備える工程(Y)は、工程(X)で得られた前駆体(A)を800℃以下の温度で焼成して、ビーライトを得る工程である。 The step (Y) provided in the method for producing belite of the present invention is a step of calcining the precursor (A) obtained in the step (X) at a temperature of 800 ° C. or lower to obtain belite.

工程(Y)における焼成温度は、得られるビーライトの比表面積を有効に高める観点から、800℃以下であって、好ましくは400〜800℃であり、より好ましくは500〜700℃である。また、焼成時間は、前駆体(A)が脱水ケーキの場合、好ましくは1〜6時間、より好ましくは1〜4時間であり、前駆体(A)が乾燥物の場合、好ましくは30分〜5時間、より好ましくは30分〜3時間である。 The firing temperature in the step (Y) is 800 ° C. or lower, preferably 400 to 800 ° C., and more preferably 500 to 700 ° C. from the viewpoint of effectively increasing the specific surface area of the obtained belite. The baking time is preferably 1 to 6 hours, more preferably 1 to 4 hours when the precursor (A) is a dehydrated cake, and preferably 30 minutes to 30 minutes when the precursor (A) is a dried product. 5 hours, more preferably 30 minutes to 3 hours.

焼成に供する前駆体(A)は、工程(X)で得られた状態のままでよいが、焼成反応を効率的に生じさせて焼成温度を低下する観点、又は焼成時間を短縮する観点から、圧密体とした後に焼成してもよい。ただし、この場合、得られるビーライトを粉砕する必要がある。 The precursor (A) to be fired may remain in the state obtained in the step (X), but from the viewpoint of efficiently causing the firing reaction to lower the firing temperature or shortening the firing time. It may be fired after being compacted. However, in this case, it is necessary to grind the obtained belite.

工程(Y)を経ることにより得られるビーライトは、焼成温度が800℃以下と低温であるにもかかわらず、1400℃以上で焼成されることにより得られる一般的なポルトランドセメントクリンカに含有されるα−CS(六方晶系)、及びβ−CS(単斜晶系)を含有する。かかるビーライトのXRD−リートベルト法等で得られる鉱物組成全体中におけるα−CS含有量は、10〜20質量%であり、β−CS含有量は、20〜50質量%である。 The belite obtained through the step (Y) is contained in a general Portland cement clinker obtained by firing at 1400 ° C. or higher even though the firing temperature is as low as 800 ° C. or lower. It contains α-C 2 S (hexagonal system) and β-C 2 S (monoclinic system). The α-C 2 S content in the entire mineral composition obtained by the XRD-Rietveld method of Belite is 10 to 20% by mass, and the β-C 2 S content is 20 to 50% by mass. be.

また、工程(Y)を経ることにより得られるビーライトの窒素吸着法によるBET比表面積は、2.5〜8m/gである。 The BET specific surface area of belite obtained through the step (Y) by the nitrogen adsorption method is 2.5 to 8 m 2 / g.

本発明の製造方法により得られるビーライトは、水硬性組成物として単体で使用してもよく、ポルトランドセメントの混合材等の混合型水硬性組成物の材料として使用してもよい。 The belite obtained by the production method of the present invention may be used alone as a hydraulic composition, or may be used as a material for a mixed hydraulic composition such as a mixed material of Portland cement.

例えば、本発明で得られるビーライトと普通ポルトランドセメントとを質量比(ビーライト/普通ポルトランドセメント)=1/1で混合することにより、低熱ポルトランドセメント相当の品質を有する水硬性組成物を製造することが可能である。このようにして、1種類のポルトランドセメントクリンカから、複数種のポルトランドセメント相当品を製造することができる。 For example, by mixing belite obtained in the present invention with ordinary Portland cement at a mass ratio (Belite / ordinary Portland cement) = 1/1, a hydraulic composition having a quality equivalent to that of low heat Portland cement is produced. It is possible. In this way, a plurality of types of Portland cement equivalent products can be produced from one type of Portland cement clinker.

以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明する。なお、表中に特に示さない限り、各成分の含有量は質量%を示す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. Unless otherwise specified in the table, the content of each component indicates mass%.

[実施例1]
オルトケイ酸ナトリウム(ナカライテスク社製)46.01g、及び水500gを混合して、0.5mol/Lのケイ酸ナトリウム水溶液(pH12)を得た。また別途、硝酸カルシウム(関東化学社製)118.075g及び水500gを混合して、1.0mol/Lの硝酸カルシウム水溶液(pH6)を得た。
得られたケイ酸ナトリウム水溶液に窒素パージと撹拌を継続しながら、得られた硝酸カルシウム水溶液を滴下速度12.5ml/分で滴下して、pH11.6の水溶液a1を得た後、かかる水溶液a1を40℃の恒温環境中で24時間撹拌した。
次いで、水溶液a1をフィルタープレスした後、得られた脱水ケーキをかかる脱水ケーキ1質量部に対して2質量部の水により洗浄した。その後、再びフィルタープレスで脱水して、前駆体b1を得た。
[Example 1]
46.01 g of sodium orthosilicate (manufactured by Nacalai Tesque) and 500 g of water were mixed to obtain a 0.5 mol / L sodium silicate aqueous solution (pH 12). Separately, 118.075 g of calcium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 500 g of water were mixed to obtain a 1.0 mol / L calcium nitrate aqueous solution (pH 6).
While continuing nitrogen purging and stirring to the obtained aqueous sodium silicate solution, the obtained aqueous solution of calcium nitrate was added dropwise at a dropping rate of 12.5 ml / min to obtain an aqueous solution a1 having a pH of 11.6, and then the aqueous solution a1. Was stirred for 24 hours in a constant temperature environment of 40 ° C.
Then, after the aqueous solution a1 was filter-pressed, the obtained dehydrated cake was washed with 2 parts by mass of water with respect to 1 part by mass of the dehydrated cake. Then, it was dehydrated again with a filter press to obtain precursor b1.

得られた前駆体b1を大気雰囲気下で600℃×3時間焼成し、ビーライト(I)(BET比表面積5.4m/g)を得た。 The obtained precursor b1 was calcined in an air atmosphere at 600 ° C. for 3 hours to obtain belite (I) (BET specific surface area of 5.4 m 2 / g).

[実施例2]
水溶液a1のフィルタープレス後に得られた脱水ケーキを、洗浄及び脱水しなかった以外、実施例1と同様にして、ビーライト(II)(BET比表面積2.9m/g)を得た。
[Example 2]
The dehydrated cake obtained after the filter press of the aqueous solution a1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was not washed and dehydrated, to obtain Belite (II) (BET specific surface area 2.9 m 2 / g).

[実施例3]
硝酸カルシウム水溶液(pH6)の代わりに、硝酸カルシウム(関東化学社製)118.075g、苛性ソーダ(関東化学社製)0.2g、及び水500gを混合して得られた硝酸カルシウム水溶液(pH12)を用い、pH10の水溶液a1の代わりに、pH12.1の水溶液a3を得た以外、実施例1と同様にして、ビーライト(III)(BET比表面積6.9m/g)を得た。
[Example 3]
Instead of the calcium nitrate aqueous solution (pH 6), a calcium nitrate aqueous solution (pH 12) obtained by mixing 118.075 g of calcium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 0.2 g of caustic soda (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and 500 g of water was used. In the same manner as in Example 1, belite (III) (BET specific surface area 6.9 m 2 / g) was obtained except that an aqueous solution a3 having a pH of 12.1 was obtained instead of the aqueous solution a1 having a pH of 10.

[実施例4]
水溶液a3のフィルタープレス後に得られた脱水ケーキを、洗浄及び脱水しなかった以外、実施例3と同様にして、ビーライト(IV)(BET比表面積2.9m/g)を得た。
[Example 4]
The dehydrated cake obtained after the filter press of the aqueous solution a3 was obtained in the same manner as in Example 3 except that it was not washed and dehydrated, to obtain Belite (IV) (BET specific surface area 2.9 m 2 / g).

[比較例1]
石灰石微粉末と珪石微粉末を、混合物のCa/Siモル比が2.0となるように混合して、1000℃で1時間仮焼成した後、得られた仮焼成物をペレットに加圧成形したものを1450℃で1時間焼成した。得られた焼成物をボールミルで粉砕してブレーン比表面積3000cm/gとした後、再度ペレットに加圧成形したものを1450℃で1時間焼成して、フリーライム(f−CaO)量が0.1質量%のビーライト塊を得た。
得られたビーライト塊をボールミルにより粉砕して、ビーライト(V)(BET比表面積0.9m/g)を得た。
[Comparative Example 1]
Fine limestone powder and fine silica stone powder are mixed so that the Ca / Si molar ratio of the mixture is 2.0, and after calcining at 1000 ° C. for 1 hour, the obtained calcined product is pressure-molded into pellets. Was fired at 1450 ° C. for 1 hour. The obtained calcined product was crushed with a ball mill to obtain a brain specific surface area of 3000 cm 2 / g, and then the pellet was pressure-molded again and calcined at 1450 ° C. for 1 hour to reduce the amount of free lime (f-CaO) to 0. A 1% by mass belite mass was obtained.
The obtained belite mass was crushed by a ball mill to obtain belite (V) (BET specific surface area 0.9 m 2 / g).

≪前駆体の強熱減量の評価≫
実施例で得られた各前駆体について、110℃で恒量になるまで乾燥した乾燥物としたときの強熱減量を評価した。強熱減量の評価は、JIS R 5202「セメントの化学分析方法」に規定の方法に準拠した。すなわち、試料を大気雰囲気で950℃恒量になるまで強熱したときの減量を量った。
結果を表1に示す。
≪Evaluation of precursor ignition loss≫
For each precursor obtained in the examples, the loss on ignition was evaluated when the dried product was dried to a constant weight at 110 ° C. The evaluation of ignition loss was based on the method specified in JIS R 5202 "Chemical analysis method of cement". That is, the weight loss when the sample was ignited to a constant temperature of 950 ° C. in the air atmosphere was measured.
The results are shown in Table 1.

≪ビーライトの構成相の評価≫
実施例及び比較例で得られたビーライトについて、XRD−リートベルト法(BrukerAXS社製TOPAS)を用いて構成相を定量分析した。
結果を表1に示す。
≪Evaluation of the constituent phases of Beelite≫
The constituent phases of the belites obtained in Examples and Comparative Examples were quantitatively analyzed using the XRD-Rietveld method (TOPAS manufactured by BrukerAXS).
The results are shown in Table 1.

≪強度発現性の評価≫
実施例及び比較例で得られたビーライトについて、普通ポルトランドセメント:ビーライト=1:1(質量比)で混合し、さらに混合した後の試料中におけるSO含有量が2.0質量%となるよう、二水石こう(和光純薬工業社製、特級試薬)を添加して、混合型水硬性組成物を試製した。次いで、得られた混合型水硬性組成物を用い、以下の方法により得られたモルタル供試体について、モルタル圧縮強さ(N/mm2)を測定し、ビーライトの強度発現性を評価した。
なお、得られた混合型水硬性組成物は、鉱物組成から判断して、低熱ポルトランドセメントに相当するものである。
また、参考例として市販の低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)を用い、同様にしてモルタル圧縮強さを評価した。
結果を表1に示す。
≪Evaluation of strength expression≫
For examples and belite obtained in Comparative Example, ordinary Portland cement: belite = 1: 1 was mixed with (mass ratio), further SO 3 content in the sample after mixing with 2.0 wt% A mixed hydraulic composition was trial-produced by adding Nimizu gypsum (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent). Next, using the obtained mixed hydraulic composition, the mortar compressive strength (N / mm 2 ) of the mortar specimen obtained by the following method was measured, and the strength expression of belite was evaluated.
The obtained mixed hydraulic composition corresponds to low-heat Portland cement, judging from the mineral composition.
Further, as a reference example, commercially available low-heat Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) was used, and the compressive strength of mortar was evaluated in the same manner.
The results are shown in Table 1.

《モルタル供試体の作製》
1)表2に化学組成を示す市販の普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)を用い、普通ポルトランドセメント:ビーライト=1:1(質量比)、かつ混合後の混合型水硬性組成物のSO含有量が2.0質量%となるように二水石こうを配合した、ビーライト、普通ポルトランドセメント及び二水石こうの混合物を、ポットミルで15分間混合して、混合型水硬性組成物を製造した。
<< Preparation of mortar specimen >>
1) Using commercially available ordinary Portland cement (manufactured by Pacific Cement Co., Ltd.) whose chemical composition is shown in Table 2, ordinary Portland cement: belite = 1: 1 (mass ratio), and SO of the mixed hydraulic composition after mixing. 3 A mixture of belite, ordinary Portland cement and dihydrate gypsum, which is blended with dihydrate gypsum so as to have a content of 2.0% by mass, is mixed in a pot mill for 15 minutes to produce a mixed hydraulic composition. did.

2)得られた混合型水硬性組成物45g、標準砂(JIS R 5201「セメントの物理試験方法」付属書2)135g、及び水22.5gを練り匙で60秒間混練した後、ソルダーペーストミキサー(シンキー社製、回転数300rpm)で30秒間混練し、次いで再び練り匙で15秒間混練してモルタルを得た。 2) 45 g of the obtained mixed hydraulic composition, standard sand (JIS R 5201 "Physical test method for cement" Annex 2) 135 g, and 22.5 g of water are kneaded with a kneading spoon for 60 seconds, and then a solder paste mixer. (Manufactured by Shinky Co., Ltd., rotation speed 300 rpm) was kneaded for 30 seconds, and then kneaded again with a kneading spoon for 15 seconds to obtain a mortar.

3)得られたモルタルを2×2×3cmの型枠に1層にして詰め、テーブルバイブレーターで30秒間振動を与えた後、金属製ストレートエッジを用いて供試体上面を平滑にした。その後、ガラス板で供試体の表面を覆って湿気箱(20±1℃、相対湿度90%以上)にて養生して、モルタル供試体を得た。 3) The obtained mortar was packed in a 2 × 2 × 3 cm mold in one layer, vibrated with a table vibrator for 30 seconds, and then the upper surface of the specimen was smoothed using a metal straight edge. Then, the surface of the specimen was covered with a glass plate and cured in a moisture box (20 ± 1 ° C., relative humidity 90% or more) to obtain a mortar specimen.

Figure 0006910257
Figure 0006910257

Figure 0006910257
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表1の結果によれば、実施例で得られたビーライトは、比較例で得られたビーライトよりも低温で焼成して得られたものであるにもかかわらず、強度発現性に優れることがわかる。 According to the results in Table 1, the belite obtained in the examples is excellent in strength development even though it is obtained by firing at a lower temperature than the belite obtained in the comparative example. I understand.

Claims (5)

次の工程(X)、及び(Y):
(X)ケイ酸化合物水溶液に、硫酸カルシウム水溶液、硝酸カルシウム水溶液又は酢酸カルシウム水溶液添加及び攪拌してpH9〜14の水溶液aを得た後、さらに水溶液aを攪拌しつづけながら窒素をパージして、前駆体(A)を得る工程、及び
(Y)得られた前駆体(A)を800℃以下の温度で焼成して、ビーライトを得る工程
を備える、ビーライトの製造方法。
Next steps (X) and (Y):
(X) Calcium sulfate aqueous solution, calcium nitrate aqueous solution or calcium acetate aqueous solution is added to and stirred in the silicate compound aqueous solution to obtain an aqueous solution a having a pH of 9 to 14, and then nitrogen is purged while continuing to stir the aqueous solution a. , (Y) A method for producing belite, comprising a step of obtaining a precursor (A) and a step of firing the obtained precursor (A) at a temperature of 800 ° C. or lower to obtain belite.
工程(X)において水溶液aを攪拌しつづけるにあたり、30〜90℃に加温する請求項1に記載のビーライトの製造方法。The method for producing belite according to claim 1, wherein the aqueous solution a is continuously stirred in the step (X) and heated to 30 to 90 ° C. 前駆体(A)中におけるCa/Siモル比が、1.9〜2.1である請求項1又は2に記載のビーライトの製造方法。 The method for producing belite according to claim 1 or 2 , wherein the Ca / Si molar ratio in the precursor (A) is 1.9 to 2.1. 前駆体(A)の強熱減量(950℃恒量)が、11質量%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のビーライトの製造方法。 The method for producing belite according to any one of claims 1 to 3, wherein the ignition loss (constant amount at 950 ° C.) of the precursor (A) is 11% by mass or less. 工程(X)において用いるケイ酸化合物水溶液が、オルトケイ酸ナトリウムを含む請求項1〜のいずれか1項に記載のビーライトの製造方法。 The method for producing belite according to any one of claims 1 to 4 , wherein the aqueous solution of the silicic acid compound used in the step (X) contains sodium orthosilicate.
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